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teracuda GmbH

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The Next Step: Die Entwicklung der Storage Infrastruktur
Unternehmen profitieren heute von erhöhter Verfügbarkeit, Stabilität, Konfigurationsflexibilität und schneller Skalierung durch den Einsatz geclusterter Verarbeitungs- und Applikationsarchitekturen. Im Gegensatz dazu bestehen traditionelle Storage Area Networks (SAN) aus Dual-Prozessor, Chassis-orientierten, statischen Architekturen, die nicht nur die Speicherflexibilität einschränken, sondern auch große Investitionsrisiken in sich bergen.

Diese traditionellen Speicherarchitekturen basieren auf dem Design der Mainframe-Ära und bieten einen effektiven Schutz vor ungeplanten Downtimes. Im Gegenzug führen erhebliche Einschränkungen in der Konfigurationsflexibilität zur Notwendigkeit geplanter Downtimes. Dies trifft für die Erweiterung von Volumen, Ändern von RAID-Gruppen oder Änderungen der gesamten Speicherkonfiguration zu. Hinzu kommt, dass aufgrund der erschwerten Erweiterbarkeit einer starren Architektur die Skalierbarkeit und Performance begrenzt ist.

Monolithische Architekturen ermöglichen es Firmen meist nicht, ihre Investitionen zu schützen oder von technologischen Fortschritten zu profitieren. Betrachtet man beispielsweise die Fähigkeiten der Disk Drives, so stellt man fest, dass bei traditionellen SANs alle Drives innerhalb des Speichersubsystems oder Volumens identisch sein müssen. Controller Upgrades können nur innerhalb einer geplanten Downtime des gesamten Speichersystems durchgeführt werden.

Diese Einschränkungen verschlechtern nicht nur das geschäftliche Reaktionsvermögen des Unternehmens, sondern führen zusätzlich zu überhöhten Betriebskosten und einem steigenden Total Cost of Ownership (TCO). Moderne Speicherarchitekturen müssen demzufolge dahingehend verbessert werden.

Die Lösung: Dimensional Storage Clusters
Die Magnitude 3D Dimensional Storage Cluster (DSC) Architektur nutzt die bewährten Vorteile des Clusterings innerhalb einer reaktionsschnellen Storage Infrastruktur aus. Es ermöglicht den Kunden, schnell und transparent auf Business Änderungen zu reagieren. Diese Architektur ist der nächste Quantensprung in eine flexible Speicherinfrastruktur, die unterbrechungsfreie Speicherverfügbarkeit garantiert und alle Möglichkeiten abdeckt, die eine geplante oder ungeplante Downtime verursachen könnten. Patentierte, bahnbrechende Technologien werden eingesetzt, um im Fibre-Channel-Netzwerk verteilte Storage Cluster zu schaffen, die einen neuen Industriestandard in Verfügbarkeit, Flexibilität, Reaktionsvermögen und Skalierbarkeit setzen.

MLOR: Unerreichte Elastizität
Dimensional Storage Cluster verfügen über Multiple Layers of Resilience (MLOR) und bilden eine verteilte N-Wege Speicherarchitektur. Innovationen in der Flexibilität des Systems beinhalten Failover auf dem Controller- und Cluster-Level. Virtuelle Server werden über geographisch getrennte Standorte umgeleitet sowie Server und Applikationen dynamisch verwaltet. Die Ausfallsicherheit der Magnitude 3D ist in vielen Fällen überragend - selbst in Situationen, in denen traditionelle SANs schon lange an Performance- und Datenverlust oder sogar Totalausfällen leiden.

Die DSC Architektur zeichnet sich durch modulare Komponenten aus. Dies beinhaltet Controller, Drive Bays und die Management Plattform. Sie werden als unabhängige Module über Fibre-Distributed Netzwerke eingesetzt. Die Flexibilität und Elastizität wird dadurch erhöht, dass Komponenten dort zum Einsatz kommen, wo sie gebraucht werden und die Risiken bei einem Standortausfall stark mindern. Basierend auf einem Netzwerkdesign ermöglicht es der IT des Unternehmens, eine vernetzte Speicherarchitektur zu entwickeln, die den Kostenanforderungen der Organisation gerecht wird und die eine notwendige Ausfallsicherheit bietet. DSC Konfigurationen bestehen entweder aus einfach oder redundant vernetzten Cluster-Knoten oder einer N-Wege Konfiguration.

N-Way Clustering
Die Dimensional Controller Nodes (Storage Processors) werden über Fibre Netzwerke verbunden und dort eingesetzt, wo sie gebraucht werden. Alle Controller bieten einen active-active I/O Workload und kommunizieren innerhalb des Clusters miteinander. Zusätzliche Controller können transparent hinzugefügt werden, sobald eine höhere Performance oder Stabilität gefordert sind. Der so entstandene active-active N-Wege Cluster bietet einen permanenten und unterbrechungsfreien Zugriff auf die Unternehmensdaten. Speicheranfragen können vom System selbst dann noch bearbeitet und erfüllt werden, wenn mehrere Controller ausfallen und nur noch ein Controller aktiv ist.

Dimensional Failover and Fastback
Dimensional Failover und Fastback bietet zusätzliche Stabilität innerhalb einer Cluster-Node, als auch über den Cluster hinweg, und führt zu einer optimierten Speicherverfügbarkeit und Performance. Jeder Failover wird für die angeschlossenen Server und die Applikation vollkommen transparent durchgeführt. Hierfür wird keinerlei Hostseitige Software benötigt. Der Ausfall und das Umschalten eines Pfades erfolgt transparent für das Betriebssystem, die Applikationen und den Anwender.
• Intra-Controller Failover/Fastback: Aufgrund ihres veralteten Design beeinträchtigen die Failover Mechanismen der traditionellen SAN Controller die Performance während eines Failover. Selbst bei kleineren Hardware oder Verkabelungsfehlern gehen ein Controller und somit die Hälfte des Durchsatzes verloren. In der DSC Architektur stehen selbst auf Controller-Ebene mehrere Failover-Punkte zur Verfügung. Die Gesamtperformance und Uptime des Systems bleiben also auch bei einem Pfadausfall unbeeinträchtigt. Die Umschaltung eines verloren- gegangenen Pfades geschieht für den Server, das Betriebssystem und die Applikation vollkommen transparent. Sobald die fehlerhafte Komponente ersetzt oder repariert ist, schaltet der Controller automatisch in seinen vorherigen Betriebszustand zurück. Auch dieser Vorgang ist transparent für jede Applikationsanwendung.
• Clustered Failover/Fastback: Automatisches Failover ermöglicht es den Servern, auch innerhalb des Clusters zu alternativen Ports oder Controllern umzuschalten. Diese Umschaltung erfolgt genau wie beim Intra-Controller Failover/Fastback transparent und ohne Applikationsunterbrechung. Dank einer Xiotech Patents namens „Moving Targets“ (bewegliche Ziele) sieht der Server dieselbe Storage Konfiguration, obwohl er zu einem neuen Controller umgeleitet wurde. Im Falle eines Controller Ausfalles werden seine Storage-Abfragen transparent und dynamisch zu anderen Controllern, ohne einen Eingriff durch einen Operator, umgeleitet. Sobald der Controller Node repariert wurde, reicht ein einzelner Klick, um das ganze Cluster in seinen vorherigen Status zurück zu versetzen.

Volle Server und Application Transparenz und Unabhängigkeit
Die DSC Architektur benötigt keine zusätzliche Server Software für eine flexible SAN Anbindung. Das transparente Failover/Fastback ist ohne Host-Software möglich. Die so erzielte Stabilität führt zu einer starken Vereinfachung bei der Erweiterung oder Aufrüstung des SAN, als auch bei Aufrüstungen und Änderungen der Server oder der Applikationssoftware. Dieser hohe Entwicklungsstand, „Zero Server Footprint“ genannt, ist in der Magnitude Storage Familie seit seinem ersten Release enthalten. Die Lokalisierung von Server, Storage und Applikationsebenen läuft effizient und effektiv ab und bietet echte Unabhängigkeit von der Infrastruktur.

Dynamische Elastizität verhindert geplante Downtimes
Datenverarbeitungsmuster sind heute unberechenbar und ändern sich ständig. Daher ist es wichtig, dass Speichersysteme dynamisch skaliert, optimiert und angepasst werden können. Dabei ist zu vermeiden, dass Unterbrechungen auftreten oder die Verarbeitungsgeschwindigkeit beeinträchtigt wird. Genau wie bei geclusterten Applikations-Architekturen kann die DSC Architektur geplante Ausfallzeiten fast in vollem Umfang eliminieren. Um veränderten Datenverarbeitungsprofilen erneut gerecht zu werden, können DSC Konfigurationen dynamisch, während der Arbeitszeit, durchgeführt werden. Ein spezialisiertes Expertenwissen ist dafür nicht mehr erforderlich.

Den Business-relevanten Storage in Schwung bringen
Die DSC Architektur bietet vereinfachte Storage Operationen an, welche die Flexibilität erweitern und die Verfügbarkeit erhöhen. Routineaufgaben, die früher eine geplante Downtime erforderten und meist in den Abendstunden oder an Wochenenden durchgeführt wurden, können nun während der normalen Arbeitszeit stattfinden. Die Architektur ermöglicht es transparent, während das System online ist, Disk Drives hinzuzufügen oder zu ersetzten. Das IT Personal kann die Storage Infrastruktur in Echtzeit dynamisch managen.

Speicherkonfigurationen können online erweitert, abgestimmt oder aufgerüstet werden. Auf diese Art kann das Unternehmen schnell auf sich verändernde Geschäftsanforderungen reagieren, ohne jemals die Verfügbarkeit von Informationen oder Applikationen aufs Spiel zu setzen. Zum Beispiel ergeben mit der DSC Architektur folgende wesentliche Verbesserungen:
• Unterbrechungsfreie Änderung oder Update der Storage Konfiguration zur Erfüllung neuer Applikationsbedürfnisse.
• Automatisch auf Applikationsanforderungen wie Microsoft Virtual Disk Service (VDS) und Volume Shadow Copy Services reagieren (VSS).
• Größe der Volumen ändern oder Volumen neu zuteilen, um eine größere Performance oder erhöhte Verfügbarkeit der Physical Units (Disk Drives) zu erreichen.
• Computing Ressourcen zu alternativen Storage Standorten innerhalb von Sekunden oder Minuten umleiten.

Erhöhte Effektivität der IT
Die DSC Architektur ermöglicht den Unternehmen, bestehendes IT-Personal auch effizient zur Verwaltung der stetig wachsenden Storage Volumes einzusetzen. Ein intelligentes Gesamtsystem-Konzept eliminiert die physikalische Komplexität traditioneller SAN Konzepte, in dem diese in eine hochgradig intuitive Managementumgebung abstrahiert wird. Der Zeitaufwand zum Erlangen der erforderlichen Kompetenz ist drastisch verkürzt, und die Notwendigkeit für spezialisiertes und teures Storage Management Personal ist aufgehoben. Automatisierte Speicherzuweisung und Applikationsgetriggerte Aktionen ermöglichen ein dynamisches Management des Clusters, ohne dass ein Operator eingreifen muss. Die Notwendigkeit von Überstunden, eines Bereitschaftsdienstes oder Krisenmanagements ist nicht mehr gegeben. In Zeiten immer strengerer Budgetierung erhöht die Fähigkeit, mehr Kapazität mit weniger, kostengünstigeren Ressourcen zu managen, die Effizienz sowie den ROI der eingesetzten Lösung deutlich.

Mehrere Dimensionen bei der Skalierung
Die modulare Architektur der Magnitude 3D skaliert nahtlos. Storage Cluster haben ein optimales Design, können geographisch verteilt und abhängig von den Bedürfnissen des Unternehmens oder der eingesetzten Applikationen skaliert werden. Wenn Kapazitäts- und Performance Anforderungen steigen, kann auch hier ohne Downtime skaliert werden. Der Datenzugang, Replication und Management sind auf der gesamten Magnitude Familie einheitlich. Die Möglichkeit, Disk Drives unterschiedlicher Kapazitäten und Geschwindigkeiten innerhalb und über Cluster verteilt einsetzen zu können, bietet einen einzigartigen Investitionsschutz und erlaubt es auch, zukünftige Speichertechnologien optimal einzusetzen und zu nutzen.

Optimierte Gesamt-Applikationsperformance
Die DSC Architektur wurde entwickelt, um weiterhin eine optimierte Performance für die heutigen geclusterten Application-Workloads zu garantieren. Die Architektur erlaubt unabhängige Leistungssteigerungen über den Storage Pool und den skalierbaren Storage-Zugang. Ziel der DSC Architektur war von Anfang an eine transparente Erweiterbarkeit des Clusters. Mit anderen Worten, es ist möglich, weitere DSC’s ohne Unterbrechung dem laufenden System hinzuzufügen. Es ist außerdem die einzigste Plattform, die einen echten parallelisierten, multithreaded I/O Zugang zwischen Applikationen/ Servern und dem Storage Pool unterstützt.

Applikationen oder individuelle Module innerhalb einer geclusterten Computing Infrastruktur machen sich den parallelisierten I/O Zugang zum Zugriff auf den gesamten Storage Pool zu Nutzen, und bieten so eine unerreichte Skalierbarkeit und Reaktionsvermögen auf die Unternehmensbedürfnisse.

Dimensional Storage Pooling erhöht Skalierung und Reaktionsvermögen
Die Magnitude Storage Familie war und ist die erste und weiterhin die einzige Speicherlösung, die einen voll virtualisierten Storage Pool bietet. Dadurch wird eine nahezu lineare Skalierbarkeit der Performance und Kapazität erreicht. Mehr Drives bedeuten also auch höhere Performance. Xiotech war der erste Storage Hersteller, der entdeckte, dass die optimale Applikationsperformance durch komplette Virtualisierung des Storage Pool erreicht wird. Dieser Versuch entfernt sich vom traditionellen Alt-SAN-Design, das feste Storage Gruppen, Partitionen oder Drives für spezielle Applikationen reserviert. Stattdessen werden die Enterprise Applikation-Workloads parallel oder gestriped über alle verfügbaren Spindles im Storage Pool geschrieben. Der verwendete Algorithmus achtet gleichzeitig darauf, dass die zu schreibenden Blöcke optimal angeordnet sind.

Dimensional Storage Pooling maximiert die individuelle Volumen- und Gesamt-Cluster-Performance durch die Nutzung der optimalen Anzahl an Drives zur Virtualisierung jedes Volumen innerhalb des Clusters. Um die maximale Leistung zu erzielen, werden die angelegten Volumen über alle Drives im Speicherpool des Clusters gestriped. Xiotech’s führende Virtualisierung führt außerdem dazu, dass die sehr komplizierten physischen Zusammenhänge in einfach zu verstehenden, logischen Views interpretiert werden. Die Konfiguration von Speicher und Performance wird ebenfalls erheblich erleichtert. Das alles führt zu einer Kostensenkung für Training und Ausbildung der Speicheradministratoren.

Zusammenfassung
Magnitude 3D Dimensional Storage Cluster liefern bisher nicht gekannte Vorteile bei der Nutzung eines Speichersystems und verfügen als erste Technologie über eine verteilte N-Wege Cluster-Architektur. Die DSC Architektur verkörpert den nächsten Evolutionsschritt im Bereich SAN und ist unerreicht in Flexibilität, Reaktionsvermögen und Skalierung.

Geclusterte Speichersubsysteme verändern die Art und Weise, wie der Speicher im Unternehmen eingesetzt und gemanaged wird. Zum ersten Mal liefert eine einzelne Architektur die Fähigkeit, so zu wachsen, wie die Geschäftsprozesse es verlangen, vom kleinen Speicher für bestimmte Abteilungen oder Applikationen bis hin zum Enterprise Class Storage (Edge-to-Core). Das Resultat sind die flexibelsten Investitions- und Erweiterungsoptionen in der Storage Industrie. Ein modulares Design ermöglicht eine On-Demand Skalierung der Kapazität, der Performance und der Verfügbarkeit. Das Storage-Investment passt sich somit den Anforderungen des Unternehmens an. Nutzt man die erprobten dynamischen Adaptionsfähigkeiten der Magnitude 3D, kann der Speicher in Echtzeit dynamisch umkonfiguriert werden und den wechselnden Bedürfnissen des Unternehmens ohne Unterbrechung angepasst werden. Die Einsparungen bei den Investitionen und den Betriebskosten des Speichers werden sich anschließend in der Gesamtkostenbetrachtung positiv bemerkbar machen.

Dimensional Storage Cluster - die Storage Architektur für heute und morgen. Sie verschafft einen echten Wettbewerbsvorteil, grenzenloses Reaktionsvermögen und beschleunigten Return-on-Investment (ROI).

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